12月18日，Plant Biotechnology Journal在线发表中国农业科学院作物科学研究所作物精准育种技术创新团队题为“Engineering a robust Cas12i3 variant-mediated wheat genome editing system”的研究论文，该研究基于我国自主知识产权新工具Cas12i3-5M成功研发出一种高效的小麦基因编辑系统，为小麦和其它重要农作物的基因编辑改良提供了重要工具。
小麦是全球重要的粮食作物，但由于其复杂的六倍体基因组和遗传转化效率相对较低，使得小麦基因编辑改良相对滞后。尽管CRISPR/Cas12i3系统和目前主流的基因编辑工具相比，具有较小的蛋白质体积和宽松的PAM序列（TTN）等特点，展现了一定的应用前景和应用潜力，但其在植物中的编辑效率较低。迄今为止，尚未见其在小麦等重要多倍体农作物中成功应用的相关报道。
为克服Cas12i3/Cas12i3-5M在小麦中编辑效率低下的问题，研究团队将T5外切酶（T5E）与Cas12i3-5M融合 （T5E-Cas12i3-5M），显著提升了基因编辑效率，且高于目前主流基因编辑工具LbCas12a。进一步通过优化crRNA的表达策略 （Opt -T5E-Cas12i3-5M），在优良品种“郑麦7698”稳定转化株系中的平均编辑效率最高可达88.99%。该系统在多个靶标基因上均表现出高效性，且在生产上大规模种植的不同优良小麦品种“郑麦1860”和“郑石9170”中，均实现了75%以上的编辑效率，展现了较强的普适性。进一步研究发现，该系统不仅显著提高了编辑效率，还诱导了更高比例的大片段缺失，有效克服了多倍体小麦基因组的微同源重组修复导致编辑效率降低问题。该研究丰富了小麦基因组编辑工具箱，为利用我国具有自主知识产权的基因编辑工具进行小麦及其它多倍体农作物的基因功能研究和遗传改良，提供了重要技术支撑。
作科所博士研究生王文学和助理研究员闫磊为论文的共同第一作者，夏兰琴研究员和李少雅副研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家农业科技重大项目、重点研发计划项目、国家自然科学基金基础科学中心项目、农业生物育种重大项目、海南崖洲湾种子实验室揭榜挂帅项目和作物分子育种国家工程研究中心等资助。特别感谢中国农科院作物科学研究所重大工程平台杨佳莹老师在动物细胞系转化、培养和流式细胞检测方面，给予的大力支持和帮助。
原文链接：
http://doi.org/10.1111/pbi.14544
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